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羅加嚴/劉山ACS Nano：為固態(tài)鈉離子電池設計準液態(tài)合金界面

固態(tài)鈉離子電池由于其高能量密度和高安全性而引起了極大的關注。然而，鈉的枝晶生長和鈉與電解質之間的差潤濕性嚴重限制了其應用。

圖1 固態(tài)電解質和Na金屬負極的界面接觸演示

華北理工大學劉山、上海交通大學羅加嚴等為固態(tài)鈉離子電池（SSIBs）設計了一種穩(wěn)定的、抑制枝晶的準液態(tài)合金界面（C@Na-K）。

由于可加工的C@Na-K具有良好的粘附性和流體特性，它可以與固態(tài)電解質保持緊密接觸，并有效地抑制枝晶的生長。此外，液相合金界面的厚度會隨著電池循環(huán)過程的放熱而波動，這導致了更好的倍率性能。

圖2 C@Na-K與Na₃Hf₂Si₂PO₁₂電解質之間界面的穩(wěn)定性分析

結果在室溫下，對稱電池在0.1 mA/cm²的條件下可以穩(wěn)定地循環(huán)3500小時以上，在40℃時，臨界電流密度可以達到2.6 mA/cm²。

此外，具有準液態(tài)合金界面的全電池也表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能；即使在0.5C下經(jīng)過300次循環(huán)后，容量保持率仍可以達到97.1%，平均庫侖效率也可以達99.6%。這些結果證明了采用液態(tài)合金界面的高能SSIBs的可行性，這種穩(wěn)定界面性能的創(chuàng)新方法可以作為開發(fā)下一代高能SSIBs的基礎。

圖3 C@Na-K界面的電化學特征

Designing a Quasi-Liquid Alloy Interface for Solid Na-Ion Battery. ACS Nano 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c00397

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/05/917fdf8c8a/

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